Funkcionální hrátky

18.4.2007 14:44 | Přečteno: 1547× | erlang | | poslední úprava: 18.4.2007 15:10

Když zdrojový kód zkrátíte a zároveň vám vzroste rychlost exekuce, tak si můžete být skoro jistí, že už do toho pomalu pronikáte. Prohlížel jsem si takhle nějaký kód v erlangu a viděl jsem tam takovou hezkou vychytávku (stejná myšlenka je použita níže ve funkci mapper/2 a collector/2), kdy dotyčný procházel pomocí lists:foldl list a zároveň z něho vytvářel slovník (dict). No a pak mě napadlo jestli bych taky nemohl přepsat stavový algoritmus z mého prvního erlangového modulu na rekurzivní, ale se schopností foldl/foldr funkce a pak ostatní funkce jako map a perms přepsat se stejným trikem. Zároveň mi vrtalo hlavou jestli se to náhodou nezrychlí a byl jsem dost překvený, nárust výkonu byl více než dvojnásobný a kódu dost podstatně ubylo (dostal jsem se na 1,1 us což je ani ne 2x víc než v C napsaný Alghoritm-Permute pro perl!).

Pak jsem udělal ještě drobnou úpravu (viz ugly), která je z funkčního hlediska zbytečná, ale rychlost to ještě trošku zvedlo. Taky jsem udělal generátor, aby se dalo použít podobně jako původní kód, ale tam tam rychlost poklesla, ale je jen o něco pomalejší než původní. Z toho je pěkně vidět, že to zaslání několika miliónů zpráv tam a zpátky umí erlang udělat opravdu rychle.

Nejdříve dokumentace

Module perms

perms - Permutation generator.

Copyright © 2007 Hynek Vychodil

• Description
• Data Types
• Function Index
• Function Details

Version: 0.0.2

Authors: Hynek Vychodil (pichi@nekde.top) [web site: http://www.abclinuxu.cz/blog/Pichi].

Description

perms - Permutation generator

This module provides "simply" permutation generator with state support.

Usage

 > perms:perms([a,b,c]).
 [[a,b,c],[a,c,b],[b,a,c],[b,c,a],[c,a,b],[c,b,a]]
 > perms:foreach(fun(P)->io:format("~p~n",[P]) end, [a,b,c]).
 [a,b,c]
 [a,c,b]
 [b,a,c]
 [b,c,a]
 [c,a,b]
 [c,b,a]
 ok
 > perms:foldl(fun perms:inc/2, 0, lists:seq(1,10)).
 3628800
 > perms:map(fun(P)->io:format("~p~n",[P]), P end, [a,b,c]).
 [c,b,a]
 [b,c,a]
 [c,a,b]
 [a,c,b]
 [b,a,c]
 [a,b,c]
 [[a,b,c],[b,a,c],[a,c,b],[c,a,b],[b,c,a],[c,b,a]]
  % see map/2 why called in reverse order
 > F = perms:new([a,b,c]).
 <0.199.0>
 > perms:next(F).
 [a,b,c]
 > perms:next(F).
 [a,c,b]
 > perms:free(F).
 free
 > perms:next(F).
 '$end_of_table'

Data Types

foldFun()

foldFun() = (P::list(), AccIn) -> AccOut

Function Index

first/1	(Deprecated.) Makes first permutation (same as original L) and Generator.
foldl/3	Folds permutations of L.
foldr/3	Same as foldl/3 but in reverse order.
foreach/2	Call F for each permutation P of L.
free/1	Terminate Generator before all permutation passed (free memory).
generatorTest/1	Test generator for benchmarking purposes.
inc/2	Counter.
map/2	Makes Result list() of Res results from calling F on each permutations P of L.
mapr/2	Makes reversed Result list() of Res results from calling F on each permutations P of L but F is called in right order of permutations e.g.
new/1	Make new permutation generator.
next/1	Makes next permutation P from Generator.
perms/1	Returns list() containing all L's permutations.

Function Details

first/1

first(L::list()) -> {L::list(), Generator::pid()}

This function is deprecated: Use S=new(L), next(S) instead.

Makes first permutation (same as original L) and Generator.

See also: next/1.

foldl/3

foldl(F::foldFun(), Acc0, L::list()) -> Acc

Folds permutations of L. Calls F on each permutation of L. Acc0 is passed as AccIn to firts F call and each AccOut is passed to next F call. Last F call result is returned as Acc.

foldr/3

foldr(F, Acc0, L::list()) -> Acc

• F = (P::list(), AccIn) -> AccOut

Same as foldl/3 but in reverse order.

foreach/2

foreach(F, L::list()) -> ok

• F = (P::list()) -> any()

Call F for each permutation P of L.

free/1

free(Generator::pid()) -> free

Terminate Generator before all permutation passed (free memory).

generatorTest/1

generatorTest(L::list()) -> ok

Test generator for benchmarking purposes. Generator use is about four times slower than perms/1, foreach/2, map/2 and foldl/3 but consumed less memory except foreach/2 and foldl/3.

inc/2

inc(Ignored::any(), CIn::number()) -> COut::number

Counter. Returns second argument increased by one. Can be used as foldFun() mainly for testing purposes.

map/2

map(F, L::list()) -> Result::list()

• F = (P::list()) -> Res
• Result = [Res]

Makes Result list() of Res results from calling F on each permutations P of L. Warning: For implementation reasons F is called on permutations in reverese order. If order is important use lists:reverse(mapr(F, L)) instead

See also: mapr/2.

mapr/2

mapr(F, L::list()) -> Result::list()

• F = (P::list()) -> Res
• Result = [Res]

Makes reversed Result list() of Res results from calling F on each permutations P of L but F is called in right order of permutations e.g. original L as the first, two last elements swaped as the second, etc.

See also: map/2.

new/1

new(L::list()) -> Generator::pid()

Make new permutation generator.

next/1

next(Generator::pid()) -> P::list()

Makes next permutation P from Generator.

perms/1

perms(L::list()) -> Permutations::list()

Returns list() containing all L's permutations.

A zdroják

%% @copyright 2007 Hynek Vychodil
%% @author Hynek Vychodil <pichi@nekde.top>
%%   [http://www.abclinuxu.cz/blog/Pichi]
%% @version 0.0.2
%% @end
%% =====================================================================
%% @doc perms - Permutation generator
%%
%% This module provides "simply" permutation generator with state support.
%%
%% == Usage ==
%%```
%%> perms:perms([a,b,c]).
%%[[a,b,c],[a,c,b],[b,a,c],[b,c,a],[c,a,b],[c,b,a]]
%%> perms:foreach(fun(P)->io:format("~p~n",[P]) end, [a,b,c]).
%%[a,b,c]
%%[a,c,b]
%%[b,a,c]
%%[b,c,a]
%%[c,a,b]
%%[c,b,a]
%%ok
%%> perms:foldl(fun perms:inc/2, 0, lists:seq(1,10)).
%%3628800
%%> perms:map(fun(P)->io:format("~p~n",[P]), P end, [a,b,c]).
%%[c,b,a]
%%[b,c,a]
%%[c,a,b]
%%[a,c,b]
%%[b,a,c]
%%[a,b,c]
%%[[a,b,c],[b,a,c],[a,c,b],[c,a,b],[b,c,a],[c,b,a]]
%% % see map/2 why called in reverse order
%%> F = perms:new([a,b,c]).
%%<0.199.0>
%%> perms:next(F).
%%[a,b,c]
%%> perms:next(F).
%%[a,c,b]
%%> perms:free(F).
%%free
%%> perms:next(F).
%%'$end_of_table'
%%'''

-module(perms).
-export([perms/1, foreach/2, map/2, mapr/2, foldl/3, foldr/3]).
-export([first/1, next/1, new/1, free/1, inc/2, generatorTest/1]).
-version("0.0.2").
-import(lists, [reverse/1, reverse/2]).

%% @spec (list()) -> Permutations::list()
%% @doc Returns {@type list()} containing all `L''s permutations.
perms(L) -> foldr(fun collector/2, [], L).

collector(P, L) -> [P|L].

%% @spec (F, list()) -> ok
%% 	F = (P::list()) -> any()
%% @doc Call `F' for each permutation `P' of `L'.
foreach(F,L) -> foldl(fun do/2, F, L), ok.

do(P, F) -> F(P), F.

%% @spec (F, list()) -> Result::list()
%%	F = (P::list()) -> Res
%%	Result = [Res]
%% @doc Makes `Result' {@type list()} of `Res' results from calling `F' on each permutations `P' of `L'.
%% Warning: For implementation reasons `F' is called on permutations in reverese order.
%% If order is important use `lists:reverse(mapr(F, L))' instead
%% @see mapr/2
map(F, L) -> element(2, foldr(fun mapper/2, {F, []}, L)).

mapper(P, {F, L}) -> {F, [F(P)|L]}.

%% @spec (F, list()) -> Result::list()
%%	F = (P::list()) -> Res
%%	Result = [Res]
%% @doc Makes reversed `Result' {@type list()} of `Res' results from calling `F' on each permutations `P' of `L'
%% but `F' is called in right order of permutations e.g. original `L' as the first, two last elements swaped as the second, etc.
%% @see map/2
mapr(F, L) -> element(2, foldl(fun mapper/2, {F, []}, L)).

%% @spec (F::foldFun(), Acc0, list()) -> Acc
%% @type foldFun() = (P::list(), AccIn) -> AccOut
%% @doc Folds permutations of `L'. Calls `F' on each permutation of `L'. `Acc0' is passed as `AccIn' to firts `F' call
%% and each `AccOut' is passed to next `F' call.
%% Last `F' call result is returned as `Acc'.
foldl(F, Acc0, L) -> foldr(F, Acc0, reverse(L)).

%% @spec (F, Acc0, list()) -> Acc
%%	F = (P::list(), AccIn) -> AccOut
%% @doc Same as {@link foldl/3} but in reverse order.
foldr(F, Acc0, L) -> foldr(F, _AccIn = Acc0, L, _PermTail=[]).

foldr(F, AccIn, [], Perm) -> F(Perm, AccIn);
foldr(F, AccIn, L, PermTail) -> foldr(F, AccIn, _ToDo=L, _Done=[], PermTail).

foldr(_F, AccIn, [] = _ToDo, _Done, _PermTail) -> AccIn;
foldr(F, AccIn, [H] = _ToDo, [] = _Done, PermTail) -> F([H|PermTail], AccIn); % ugly but minor speed up (~10%)
foldr(F, AccIn, [H|T] = _ToDo, Done, PermTail) ->
	foldr(F,
		_NewAcc = foldr(F, AccIn, reverse(Done, T), [H|PermTail]),
		T, [H|Done], PermTail).

%% @spec (Ignored::any(), CIn::number()) -> COut::number
%% @doc Counter. Returns second argument increased by one. Can be used as {@type foldFun()} mainly for testing purposes.
inc(_,A) -> A+1.

%% @spec (list())->Generator::pid()
%% @doc Make new permutation generator.
new(L) -> spawn(fun() -> foreach(fun receiver/1, L) end).

%% @spec (list()) -> {L::list(), Generator::pid()}
%% @doc Makes first permutation (same as original `L') and `Generator'.
%% @deprecated Use `S=new(L), next(S)' instead.
%% @see next/1
first(L) -> S=new(L), {next(S), S}.

%% @spec (Generator::pid()) -> P::list()
%% @doc Makes next permutation `P' from `Generator'.
next(S) ->
	case process_info(S, status) of
		undefined -> '$end_of_table';
		_ ->
			S ! self(),
			receive
				{S, P} -> P
			end
	end.

%% @spec (Generator::pid()) -> free
%% @doc Terminate `Generator' before all permutation passed (free memory).
free(S) -> S ! free.

receiver(P) ->
	receive
		free -> exit(normal);
		PID when is_pid(PID) ->
			PID ! {self(), P}
	end.

%% @spec (list()) -> ok
%% @doc Test generator for benchmarking purposes.
%% Generator use is about four times slower than {@link perms/1},
%% {@link foreach/2}, {@link map/2} and {@link foldl/3} but consumed less memory except {@link foreach/2} and {@link foldl/3}.
generatorTest(L) -> generatorTest(new(L), next).

generatorTest(_, '$end_of_table') -> ok;
generatorTest(S, _) -> generatorTest(S, next(S)).

       

Komentáře

[MichalC]

Asi je to mírně OT, ale proč jste si vybral a soukáte do sebe Erlang a ne např. Haskell, který má IMHO přehlednější syntaxi, kompiler produkující rychlejší kód(GHC - téměř na úrovni gcc) a má i větší podporu externích knihoven (databáze, GUI, sítě, web,...) ?

[Marek Bernát]

Miešate jablká s hruškami; sú to v podstate úplne odlišné jazyky.

[Hynek (Pichi) Vychodil]

Nevím jestli jste četl můj před předchozí blog a diskusi pod ním. Problém je v tom, že o Haskelu toho málo vím, kdežto do erlangu jsem aspoň trochu pronikl za nějakých čtrnáct dní vedle práce, shánění bydlení a spousty dalších věcí. Takže mi rozšiřte obzory, jak je na tom Haskel s thready, zasíláním správ, masivním paralelizmem, distribucí, code hot swapingem, průmyslově ověřenou spolehlivostí a dalšími vlastnostmi. Hlavně mě zajímají ty tenká vlákna a komunikace mezi nimi včetně toho, když běží na různém HW. Ten code hot swaping by byla příjemná třešnička na dortu. Už někdo začal psát v Haskelu něco jako Termite? Mimochodem, podle čeho soudíte, že má Haskel větší podporu externích knihoven (databáze, GUI, sítě, web,...)? Taky bych si to tak tipnul, ale tvrdit bych si to asi nedovolil. Ale kdybych vybíral jen podle toho, tak bych asi volil perl

[geordi]

Uprimne, moc se tim nezabyvam, ale z toho co jsem precetl, tak predelat Haskell na paralelni jazyk je jednodussi, nez to same udelat se Scheme. Asi si tu prosku pletu pojmy

Pokud vim, tak Haskell na rozdil od Scheme nema side efecty, takze by to teoreticky melo byt jednodussi.

Glasgow Parallel Haskell

Glasgow Distributed Haskell

Jako lakadlo na Haskell bych doporucil defmacro.org.

Jinak Erlang je proste jednou prumyslove overena vec a ve spojeni s OTP asi tezko porazitelna. Haskell je vsak podobne jake Scheme urcen primarne pro vyuku nebo alespon na zacatku to tak bylo, proto je jejich syntaxe lepe citelna.

Takto se to jevi mne pri pohledu z vrtulniku.

[Hynek (Pichi) Vychodil]

Ten Glasgow Distributed Haskell je zajímavý, ještě, kdyby tomu doprogramovali pár drobností jako node conector, code loader a další hračičky z erlangu a začíná to být zajímavé. Mimochodem lidi od Haskellu jsou celkem aktivní na erlang konferencích (běžné pojmenování pro telekomunikační konferenci ). Haskel má v tomhle směru celkem hezky našlápnuto, ale já na něj nemám teď moc čas, bohužel. Kdyby byl už dnes na úrovni erlnagu, tak si na něj ten čas aspoň zkusím udělat, protože má mnohem lepší optimalizace a kompilátor.